Studie: 100 Prozent erneuerbare Energien für Deutschland bis 2030

Bis zum Jahr 2030 kann Deutschland flächendeckend auf eine Energieversorgung umgestellt werden, die vollständig auf erneuerbaren Energien basiert. Zu diesem Ergebnis kommt die Studie 100 % Erneuerbare Energien für Deutschland bis 2030 der Energy Watch Group  (EWG). Danach könne Deutschland bereits in zehn Jahren vollständig, zuverlässig und wirtschaftlich zu 100 Prozent mit erneuerbaren Energien versorgt werden, was sich sogar ökonomisch als vorteilhaft erweise.

In der Studie wird anhand verschiedener Energie-Szenarios präsentiert, wie sich mit Hilfe von Erzeugungs-, Sektorenkopplungs- und Speichertechnologien die komplette Umstellung auf erneuerbare Energien in allen Energiesektoren wie Strom, Wärme, Mobilität und dem industriellen Energieverbrauch klimaschutzökonomisch umsetzen lässt.

Die Umsetzung erfordere eine Mischung aus vielen verschiedenen erneuerbaren Energiearten, wobei ein dezentraler Ausbau der Technologien erfolgen müsse. Das Ziel sei, die Investitionen in Photovoltaik, Windkraft, Bioenergien, Geothermie und Wasserkraft sowie in Speicher, Wärmepumpen im Wärmesektor sowie elektrische Antriebe im Verkehr bis 2030 massiv auszubauen.

Windkraft und Photovoltaik sind in Deutschland die erneuerbaren Energien mit dem größten Potenzial. Da der Ausbau der Windkraft im Süden Deutschlands fast vollständig zum Erliegen gekommen ist, muss der Strom aus Windkraft aus dem Norden mittels teurer Überlandleitungen nach Süddeutschland transportiert werden.

Die heutigen Nord-Süd-Transportkapazitäten betragen rund 8,9 GW. Ohne einen weiteren Ausbau der Windenergie im Süden Deutschlands würden in Zukunft Übertragungsleitungen mit Kapazitäten bis zu 21,3 GW benötigt. Der teure und langwierige Ausbau der Leitungskapazitäten von Nord nach Süd könne vermieden werden, wenn die Windkraft in den südlichen Bundesländern ausgebaut werde. Um das zu erreichen, müssten die derzeitigen Ausbauraten zum Teil um das bis zu Zwanzigfache erhöht werden.

Neben dem Zuwachs an erneuerbaren Energien müsse für den zeitlichen Ausgleich zwischen Energieverbrauch und der Verfügbarkeit der erneuerbaren Energien die Speicherkapazität bis 2030 in erheblichem Maße ausgebaut werden. Auch dabei spielt das Nord-Süd-Gefälle in Hinblick auf die Windenergie eine Rolle, denn je mehr Windenergie im Süden fehlt, desto größer ist dort der Bedarf an saisonaler Speicherung.

Die Umstellung auf 100 Prozent erneuerbare Energien erfordert zudem eine erheblich größere Effizienz im energetischen Bereich. Ein entscheidender Hebel wäre laut der Studie, die jährliche Gebäudesanierungsrate von derzeit einem Prozent bis zum Jahr 2030 auf sechs Prozent anzuheben. Als besonders effektiv könne sich eine jährliche Zuwachsrate von 15 GW bei Wärmepumpen erweisen.

Erhebliche Effizienzpotentiale bestehen ebenfalls im Verkehrssektor, in dem sich der Energieverbrauch durch umfassende Maßnahmen zur Verkehrsvermeidung und Neugestaltung reduzieren lässt. Dazu gehören unter anderem strategische Änderungen wie die Förderung des Radverkehrs, des ÖPNV und des regionalen Warenverkehrs.

Eine weitere Option sei die Überdachung von Autobahnen mit PV-Anlagen, die gleichzeitig über Oberleitungen den Strom für E-LKWs und E-Busse liefern könnten. Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) testet im Rahmen eines Forschungsprojekts, das gemeinsam mit Österreich und der Schweiz erfolgt, wie sich versiegelte Flächen wie Straßen für die Erzeugung von Solarstrom nutzen lassen. Zu diesem Zweck soll im Herbst 2021 auf der A 81 ein zehn mal 17 Meter großes Photovoltaik-Dach über der Fahrbahn errichtet werden.

Allerdings ist die Überbauung von Straßen mit Photovoltaik-Modulen wesentlich teurer als eine Installation auf bestehenden Hausdächern, denn die Tragkonstruktion muss so stabil sein, dass diese nicht einstürzt, wenn ein Fahrzeug bei einem Unfall dagegen prallt. Vor allem die Elektrifizierung des Transport- und des Wärmesektors erbringe im Vergleich mit dem 2018 noch weitgehend auf fossilen Energieträgern beruhenden System erhebliche Effizienzverbesserungen.

Die EWG-Studie kommt zu dem Ergebnis, dass der notwendige Umbau aller Energiesektoren mit gleichmäßigem Ausbau der erneuerbaren Energien kostengünstig bis 2030 möglich ist.

Im günstigsten Szenario, das einen Windkraftausbau im Süden auf 37 GW vorsieht, liegen die Energiegestehungskosten von durchschnittlich 76 Euro pro MWh auf einem ähnlichem Niveau wie 2018. Die jährlichen Gesamtkosten für Energie beliefen sich 2018 in Deutschland auf 189 Milliarden Euro. Bei einer kompletten Umstellung auf erneuerbare Energien liegen diese Kosten in den verschiedenen Szenarien der Studie zwischen 155 Milliarden und 191 Milliarden Euro.